CN103546008A - 交流永磁同步电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种交流永磁同步电机，属于电动机领域。所述电机包括与Y2三相异步交流电机相同尺寸的底座，设置在底座上的转子和定子，转子包括转轴和设置在转轴上的转子磁轭，转子磁轭上设置永磁体；定子上具有漆包线绕组，定子和转子形成电磁回路；定子上设置有布线槽，根据电机设定的转速，漆包线按照一定的布线方式布在定子槽内。本发明利用Y2三相异步交流电机底座结构和定子槽片，与相应极数和结构的永磁材料的转子以及布置有漆包线的定子，实现优化的电磁回路，形成一种全新的交流永磁同步电机系列，共计288个规格；在Y2三相异步交流电机底座结构规格化、标准化的基础上，结合永磁同步电机工作原理，转速和转矩更加多样化，满足市场需求。

Description

交流永磁同步电机

技术领域

本发明属于电动机领域，特别涉及一种交流永磁同步电机。

背景技术

各种类型的电动机作为驱动各种机械设备的动力，广泛应用于工业、农业和国民经济各部门。随着电机科技的进步与发展，交流永磁同步调速电机以其高效率、可以被正弦矢量控制，动态响应快，转矩和功率密度高、调速范围宽、节能环保等特点日益为各个工业行业所采用。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

交流永磁同步调速电机在设计和生产制造、使用过程中，没有标准化和系列化，规格种类杂乱，致使生产和使用成本增加，不利于其推广应用。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种交流永磁同步电机。所述技术方案如下：

所述交流永磁同步电机包括包括Y2三相异步交流电机的底座，以及设置在所述底座上的转子和定子，所述转子包括转轴和设置在所述转轴上的转子磁轭，所述转子磁轭上设置有永磁体；所述定子上具有漆包线绕组，所述定子和所述转子通过所述绕组和所述永磁体形成电磁回路；所述定子上设置有布线槽，，漆包线按照一定布线方式置于所述布线槽内；通过不同的电机长度、槽极比、不同的布线方式、以及不同的漆包线的线规，以形成不同转矩和转速规格的永磁同步调速电机。

进一步地，所述交流永磁同步电机基于所述Y2三相异步交流电机底座尺寸和定子槽片的尺寸来设置，根据其功率、转速、转矩、电压、电流、转子结构、槽数、极数形成15个基座号、288个规格，分别定义如下：

进一步地，所述底座上还设置有前端盖和后端盖，所述前端盖和后端盖分别与所述定子连接。

进一步地，所述前端盖和后端盖与所述底座的连接处分别具有一个轴承室，所述轴承室内设置有轴承，所述转轴的两端分别安装在两个所述轴承上。

进一步地，所述转子与所述定子之间具有间隙，所述转子与所述定子通过间隙形成电磁回路。

进一步地，所述转子磁轭套在所述转轴上；所述转子磁轭由转子冲片叠压形成，所述转子冲片上开设有凹槽，所述永磁体外贴或者嵌入于所述凹槽内。

进一步地，所述转子冲片为硅钢片；所述永磁体为磁性材料钕铁硼或钐钴等永磁材料。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

该交流永磁同步调速电机，基于Y2三相异步交流电机的底座结构和尺寸，设置了永磁材料结构的转子，定子上按照一定的布线方式布置漆包线，使定子与转子之间形成电磁回路，根据永磁同步调速电机的原理，电机尺寸的不同、槽极比及布线方式的不同、以及漆包线的线规不同，即能形成不同转矩和转速规格的永磁同步调速电机；在Y2三相异步交流电机底座结构满足规格化、标准化的基础上，结合永磁同步调速电机的工作原理，永磁同步调速电机的转矩和转速能够更加多样化，从而扩展永磁同步调速电机的型号规格，广泛使用于各个工业行业，替代交流异步电机和交流异步特种电机。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的机座号为180的永磁同步调速电机的组装图；

图2是图1中机座号为180的永磁同步调速电机的转子结构示意图；

图3是图2中转子的冲片结构示意图；

图4是图1中机座号为180的永磁同步调速电机的绕组布线图。

图中：

1-36：机座号为180的永磁同步调速电机的布线槽；

U1、U2、V1、V2、W1、W2：机座号为180的永磁同步调速电机的布线极；

101密封圈，102螺栓A，103螺栓B，104骨架式油封，105波形弹簧片，106轴承，107中小型电机轴承润滑脂，108前轴承外盖，109油杯，110轴承内盖，111键，112前端盖，113定子，114转子，115接线盒，116螺栓C，117垫圈A，118螺栓D，119垫圈B，120垫圈C，121塞，122风罩，123后端盖，124挡圈A，125后轴承外盖，126风扇，127挡圈B；

201转轴，202转子磁轭，203永磁体，204转子冲片。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

Y2系列三相异步交流电机的机座号从63到355，共计15个机座号，118个规格，是我国第一个完整的低压三相异步交流电动机系列，该产品被广泛应用于国民经济各个领域，如机床、水泵、风机、压缩机，也适用于运输、搅拌、印刷、农机、食品等。Y2系列电动机是Y系列电机的更新换代产品，是一般用途的全封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。Y2系列电机的安装尺寸和功率等级符合IEC（International Electro technical Commission，国际电工委员会）标准，与德国DIN42673标准一致，也与Y系列电机一样，其外壳防护等级为IP54，冷却方法为IC41l，连续工作制。采用F级绝缘，温升按B级考核(除315L2-2、4，355全部规格按F级考核外)，并要求考核负载噪声指标。

电机制造行业根据Y2三相异步交流电机的标准生产电机零部件和整机，工业用户根据Y2三相异步交流电机的安装尺寸装配使用电机。

基于上述Y2三相异步交流电机结构，本发明为工业领域提供型谱化、标准化的全系列的交流永磁同步电机，共计15个机座号，288个铁芯长度，288个型号规格，每个机座号的交流永磁同步电机分别包含12个转速级别，每个型号规格代表不同的机座号、额定转速、转矩、功率，可以广泛使用于各个工业行业，替代交流异步电机和交流异步特种电机。

本实施例的交流永磁同步电机共有15个机座号，其中以180号为例进行其结构的设计介绍，其它机座号的设计结构与180号相似，可参照设计。参照图1至图3所示，本实施例交流永磁同步电机包括Y2三相异步交流电机底座，以及设置在所述底座上的转子114和定子113，所述转子114包括转轴201和设置在所述转轴201上的转子磁轭202，所述转子磁轭202上设置有永磁体203，所述定子113上具有漆包线绕组，所述定子113和转子114通过所述绕组和所述永磁体203形成电磁回路；所述定子113上设置有布线槽，根据电机设定转速，漆包线按照一定槽极比和布线方式布置在所述布线槽内。现有的Y2三相异步交流电机，在其槽极比确定的情况下，其转速一定，但是交流永磁同步电机则不同，交流永磁同步电机在槽极比一定时，根据漆包线布线方式的不同以及漆包线线规（包括漆包线的粗细和长度等参数）的不同，同时在交流永磁同步电机变频器的控制下，即能够实现多个不同的转速，使交流永磁同步电机的规格更多样化，适用性更广泛。

所述底座上还设置有前端盖112和后端盖123，所述前端盖112和后端盖123分别与所述定子113连接。所述前端盖112和后端盖123与所述底座的连接处分别具有一个轴承室，所述轴承室内设置有轴承106，所述转轴201的两端分别安装在两个所述轴承106上。所述转子磁轭202套设在所述转轴201上，所述转子磁轭202由圆环形的转子冲片204叠压形成，所述转子冲片204内环上开设有凹槽，所述永磁体203设置在所述凹槽内。

由上述结构所形成的180交流永磁同步电机，采用了永磁材料的转子结构来代替Y2三相异步交流电机的鼠笼结构，不需要励磁电流，从而实现速度、力矩和位置控制。优选地，本实施例中所述转子冲片204为硅钢片；所述永磁体203为磁性材料钕铁硼或钐钴；所述转子114与定子113之间具有间隙，所述转子114与定子113通过间隙形成电磁回路。图1中所示出的其它结构部件与Y2三相异步交流电机的结构设置完全相同，不进一步赘述，图中标号101和102、106和107、116和117、118-120，各组标号标引在同一处是因为其所对应的部件在同一个位置，共同装配在一处，在图中不能明显地区分开。

180交流永磁同步电机的具体设置参数见表一。

表一

180交流永磁同步电机在表一中所示的槽极比下，具有12个额定转速级别，转矩种类具有2个，转速从100rpm到3000rpm，打破了异步电机有限的转速的局限性。本系列交流永磁同步电机的转子结构进行了规定，500rpm以下的低转速交流永磁同步电机的转子采用磁钢外贴式结构，以便于提高转矩；750rpm以上的高转速交流永磁同步电机的转子采用磁钢内嵌式结构，既保证了永磁体不会脱落也可以根据直轴电感Ld与交轴电感Lq的不同进行弱磁控制。180交流永磁同步电机的布线方式如图4所示，在上述表一中规定的参数要求下，该布线方式为本领域技术人员所熟知的技术，在此不赘述。

基于上述180交流永磁同步电机结构的描述，下面将其它14个机座号的交流永磁同步电机的具体结构参数描述如下，具体见表二。

表二

上述表二中给出了基于Y2三相异步交流电机的交流永磁同步电机的其它14个机座号所对应的结构参数设置。综合上述表一和表二中所给出的结构参数可知，本发明所提供的交流永磁同步电机不仅包括Y2三相异步电动机从63到355的15个机座号，还在此基础上将每个机座号增加了12个额定转速级别，转矩种类增加了264个，转速从100rpm到3000rpm，打破了异步电机有限的转速的局限性

本发明根据Y2三相交流异步电动机15个机座号分类，在Y2系列15个机座号中，共全新设计出全系列288个铁芯长度，288个型号规格交流永磁同步电机，每个机座号分别包含12个转速级别，从额定的低转速100转/分钟，到额定的高转速3000转/分钟，每个型号规格分别代表不同的机座号、额定转速、转矩、功率、转子结构，可以最广泛的适用于各个工业领域各种使用需要。为了节约电机制造业行业生产成本和工业领域使用成本，有利于交流永磁同步电机的推广使用，在不影响交流永磁调速电机性能的前提下，本发明利用Y2三相交流异步电动机系列外形安装尺寸、轴尺寸及机壳尺寸、前后端盖尺寸，利用现有的Y2异步电机系列定子冲片和槽片尺寸等零部件尺寸，设计出全系列288个不同型号规格的交流永磁同步电机完整的电磁方案，该方案确定了合理的槽极比例，改变Y2异步电机布线方式，用永磁材料转子结构代替异步电机的鼠笼式结构，设计出全新的全系列交流永磁同步电机。该型谱化全系列交流永磁同步电机覆盖范围广，调速范围宽，转矩规格多，不仅适用于普通调速范围，例如1500转/分钟转速的各种转矩规格，而且包括低转速大转矩和高速大转矩电机规格品种，例如低至100转/分钟和高至3000转/分钟转速、高达2500Nm.的规格的交流永磁同步电机，该系列电机完全可以取代对于转速和转矩有相同要求的三项异步电机和特种异步电机，例如异步步进电机、异步力矩电机、异步低速电机等，并且可以作为直驱电机取代减速或增速齿轮箱使用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种交流永磁同步电机，其特征在于，包括Y2三相异步交流电机的底座，以及设置在所述底座上的转子和定子，所述转子包括转轴和设置在所述转轴上的转子磁轭，所述转子磁轭上设置有永磁体；所述定子上具有漆包线绕组，所述定子和所述转子通过所述绕组和所述永磁体形成电磁回路；所述定子上设置有布线槽，，漆包线按照一定布线方式置于所述布线槽内；通过不同的电机长度、槽极比、不同的布线方式、以及不同的漆包线的线规，以形成不同转矩和转速规格的永磁同步调速电机。

2.根据权利要求1所述的交流永磁同步电机，其特征在于，所述永磁同步调速电机基于所述Y2三相异步交流电机底座尺寸和定子槽片来设置，根据其功率、转速、转矩、电压、电流、转子结构、槽数、极数形成15个基座号、288个规格，分别定义如下：

Images